Un motor de detonación emplea una cadena de ondas de choque para propulsar el avión hacia delante inyectando combustible en un canal que tiene forma de anillo, antes de encenderlo para formar una explosión controlada. A continuación, la onda de choque enciende la siguiente ronda de flamable inyectado en el canal, creando una cascada de detonaciones que se autoalimentan mientras los productos de la combustión son expulsados por la parte trasera.
Este tipo de motores libera más energía que las alternativas hipersónicas, concretamente que el scramjet en el que está invirtiendo Estados Unidos, y son notablemente más eficientes a altas velocidades. Para el transporte de carga o viajes importantes, esto podría suponer un ahorro appreciable de costes.
Para probar el nuevo motor chino se usó el túnel de choque hipersónico JF-12, el mayor del mundo, que reproduce las condiciones de vuelo hipersónico. El túnel tiene un diámetro de 3,5 metros y permite simular las condiciones de Mach 5-9, lo que permite probar los perfiles y motores de los aviones hipersónicos.
En la actualidad, la mayoría de aviones alcanza Mach 2, pensar, por tanto, en llegar a Mach 9 es como poco sorprendente.
Los motores de detonación no son nuevos, pero usar queroseno de aviación ha planteado problemas a los científicos, pues arde más lentamente que el hidrógeno. Además, requiere una cámara de gran tamaño, diez veces más larga que la de los actuales motores de hidrógeno. Cuando se va a viajar a una velocidad cercana a Mach 9 no es posible simplemente fabricar piezas más grandes.
Para evitarlo, Liu Yunfeng y sus colegas del Instituto de Mecánica de la Academia China de las Ciencias idearon una solución ingeniosa a la par que sencilla: una pequeña protuberancia, a la que llaman “bulto”, en la entrada de aire que permite que el queroseno detone más fácilmente. Cuando el aire gira alrededor de la cámara a gran velocidad, choca con la protuberancia para crear una pequeña onda de choque que ayuda a encender el flamable.
Probaron su creación con flamable RP-3 y consiguieron crear un empuje potente y sostenido.
El vuelo hipersónico se está convirtiendo hoy en una carrera espacial a pequeña escala y es que países de todo el mundo están trabajando en tecnologías hipersónicas que puedan impulsar misiles y aviones de pasajeros.
Referencia: Han, X., Zhang W. et. al. Experimental examine on RP3 aviation kerosene indirect detonation engine. 2022. Journal of Experiments in Fluid Mechanics. DOI: 10.11729/syltlx20220090
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